一、中央空調(diào)的控制特點(diǎn)

1、干擾性

空調(diào)系統(tǒng)在全年或全天的運(yùn)行中，由于外部條件(如氣溫、太陽輻射、風(fēng)、晴、雨、雪)和內(nèi)部條件(如空調(diào)房間中設(shè)備、照明的啟、停和投入運(yùn)行的多少，以及工作人員的增減等)的變化，都將對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行形成干擾。

2、調(diào)節(jié)對(duì)象的特性

不同的被控對(duì)象，在相同的干擾作用下，被控量隨時(shí)間的變化過程也并不一樣。空調(diào)自控系統(tǒng)的任務(wù)就是為了克服這些干擾因素，維持空調(diào)房間一定的溫、濕度和空氣品質(zhì)。但溫、濕度的控制效果不但取決于自控系統(tǒng)，更主要的是取決于空調(diào)系統(tǒng)的合理性及空調(diào)的對(duì)象特性。

3、濕度的相關(guān)性

在空調(diào)的控制中，大多數(shù)情況下主要是對(duì)空調(diào)房間內(nèi)溫度和濕度的控制，這兩個(gè)參數(shù)常常是在一個(gè)調(diào)節(jié)對(duì)象里同時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)的兩個(gè)被調(diào)量.兩個(gè)參數(shù)在調(diào)節(jié)過程中又相互影響。如果由于某些原因使空調(diào)房間內(nèi)溫度升高，引起空氣中水蒸氣的飽和分壓力發(fā)生變化，在含濕量不變的情況下，就引起了室內(nèi)相對(duì)濕度的變化(溫度升高相對(duì)濕度就會(huì)降低，溫度降低相對(duì)濕度就會(huì)增加)，在調(diào)節(jié)過程中，對(duì)某一參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，同時(shí)也引起另一參數(shù)的變化。例如在夏季采用表冷器進(jìn)行去濕處理時(shí)，開大冷水閥使相對(duì)濕度控制在要求范圍內(nèi)，但如果不進(jìn)行送風(fēng)的再熱處理，則會(huì)使送風(fēng)溫度過低，這種互相影響、互相牽制關(guān)聯(lián)即為互為相關(guān)性。

4、多工況運(yùn)行及轉(zhuǎn)換控制

由于空調(diào)系統(tǒng)是在全年的室內(nèi)外條件變化下，按照一定的運(yùn)行方式(即工況)進(jìn)行調(diào)節(jié)的。同時(shí)在內(nèi)外條件發(fā)生顯著變化時(shí)要改變運(yùn)行調(diào)節(jié)方式，即進(jìn)行運(yùn)行工況的轉(zhuǎn)換。

5、整體控制性

空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)一般是以空調(diào)房陽」內(nèi)的空氣溫度和相對(duì)濕度控制為中心，通過工況轉(zhuǎn)換與空氣處理過程每個(gè)環(huán)節(jié)緊密聯(lián)系在一起的整體控制系統(tǒng)?？照{(diào)系統(tǒng)中空氣處理設(shè)備的啟停都要根據(jù)系統(tǒng)的工作程序，按照有關(guān)的操作規(guī)程進(jìn)行，處理過程的各個(gè)參數(shù)調(diào)節(jié)及聯(lián)鎖控制都不是孤立進(jìn)行，而是與室內(nèi)溫、濕度密切相關(guān)的?？照{(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都將直接影響空調(diào)房間內(nèi)的溫、濕度調(diào)節(jié)，甚至使系統(tǒng)無法工作而停運(yùn)。因此空調(diào)自控系統(tǒng)是一個(gè)整體的控制系統(tǒng)。

二、中央空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)原則

空調(diào)系統(tǒng)的作用就是對(duì)室內(nèi)空氣進(jìn)行處理，使空氣的溫度、濕度、流動(dòng)速度及新鮮度、潔凈度等指標(biāo)符合場(chǎng)所的使用要求。為此必須對(duì)空氣進(jìn)行冷卻或加熱、減濕或加濕以及過濾等處理措施。其相應(yīng)設(shè)備有制冷機(jī)組、熱水爐、空調(diào)機(jī)組、風(fēng)機(jī)盤管等。當(dāng)被調(diào)房間溫度與濕度受內(nèi)部熱源干擾或室外溫濕度變化而發(fā)生波動(dòng)時(shí)，首先由溫度與濕度傳感器把信號(hào)送給調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器與設(shè)定值進(jìn)行比較后發(fā)出指令給執(zhí)行器，執(zhí)行器動(dòng)作后，不斷調(diào)整以符合要求。

在中央空調(diào)系統(tǒng)中，冷水機(jī)組是由設(shè)備生產(chǎn)廠成套供應(yīng)的，它一般是根據(jù)空氣調(diào)節(jié)原理及規(guī)律等由微處理器自動(dòng)控制的，由于目前世界上的控制領(lǐng)域還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議，不同品牌的產(chǎn)品不能通信，故設(shè)計(jì)中一般另外考慮安裝水溫、流量傳感器等以監(jiān)視這些主機(jī)的工作狀況。冷水機(jī)組由壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器與節(jié)流元件組成，壓縮機(jī)把制冷劑壓縮，壓縮后的制冷劑進(jìn)入冷凝器，被冷卻水冷卻后，變成液體，析出的熱量由冷卻水帶走，并在冷卻塔里排入大氣。液體制冷劑由冷凝器經(jīng)過節(jié)流元件進(jìn)入蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)吸收，使冷凍水降溫，然后冷凍水進(jìn)入水冷風(fēng)機(jī)盤管吸收空氣中的熱量，如此循環(huán)不已，把房間的熱量帶出。

三、中央空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)

對(duì)于每個(gè)系統(tǒng)采用的節(jié)能方法是不同的，應(yīng)根據(jù)實(shí)際的設(shè)備和系統(tǒng)配置情況進(jìn)行合理選擇，使之在充分利用現(xiàn)有的設(shè)備基礎(chǔ)上達(dá)到最佳的節(jié)能效果。

1、空調(diào)機(jī)組

空調(diào)機(jī)組是智能建筑中耗能最多的設(shè)備，其運(yùn)行方式不同，應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮空調(diào)機(jī)組的節(jié)能：

(l)全年運(yùn)行系統(tǒng)的工況自動(dòng)轉(zhuǎn)換。根據(jù)室外氣候條件和空調(diào)系統(tǒng)的不同結(jié)構(gòu)及其工藝的不同要求進(jìn)行工況的轉(zhuǎn)換，一般以焙值作為轉(zhuǎn)換的判斷條件，通過調(diào)節(jié)空調(diào)運(yùn)行參數(shù)來實(shí)現(xiàn)。

(2)控制器參數(shù)選擇。合理選擇每個(gè)回路的PID 參數(shù)，使之具有良好的響應(yīng)性能，或選擇各種先進(jìn)的控制算法，提高控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)。避免控制回路總處于不斷調(diào)節(jié)或響應(yīng)過程慢等不利影響，既浪費(fèi)能量又影響執(zhí)行器的壽命。

(3)多級(jí)控制的有效配合。對(duì)有些系統(tǒng)具有中央空調(diào)機(jī)組外，在房間配有再加熱盤管(特別是工藝空調(diào))實(shí)現(xiàn)單獨(dú)調(diào)節(jié)，此時(shí)應(yīng)合理地選擇控制方法及配合關(guān)系控制送風(fēng)溫度，防止中央空調(diào)送風(fēng)的溫度過低，而房間再加熱的能量浪費(fèi)現(xiàn)象發(fā)生，應(yīng)考慮整體系統(tǒng)的節(jié)能效果。

(4)選用高質(zhì)量溫度傳感器。室內(nèi)空氣每相差1℃的調(diào)節(jié)都要消耗很多的能量，選用傳感器的精度差，在達(dá)到要求的設(shè)定溫度時(shí)，傳感器測(cè)得的結(jié)果可能相差很多，而產(chǎn)生的節(jié)能效益遠(yuǎn)大于傳感器的價(jià)格。(5)溫度設(shè)定值應(yīng)隨室外溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)。對(duì)于舒適性空調(diào)系統(tǒng)，可在夏季隨室外溫度的升高，適當(dāng)提高溫度的設(shè)定值，減小室內(nèi)、外的溫差，既能保證人的舒適度的要求，又能實(shí)現(xiàn)節(jié)能；同樣也適合冬季情況。

2、冷水機(jī)組

通過計(jì)算機(jī)對(duì)樓宇內(nèi)外環(huán)境溫度、濕度實(shí)時(shí)測(cè)量及對(duì)樓宇熱慣性的預(yù)測(cè)，確定最優(yōu)化的設(shè)備啟、停時(shí)間。此項(xiàng)措施預(yù)計(jì)可使主機(jī)、水泵、冷卻塔風(fēng)機(jī)平均每天減少運(yùn)行時(shí)間。同時(shí)根據(jù)樓宇冷負(fù)荷變化，通過變頻裝置調(diào)節(jié)冷凍水、冷卻水的流量及風(fēng)機(jī)類設(shè)備的風(fēng)量，也可使主機(jī)負(fù)荷下降，從而控制機(jī)組運(yùn)行臺(tái)數(shù)。

3、熱水系統(tǒng)

(l)鍋爐系統(tǒng)。a)根據(jù)供暖需求量，通過開關(guān)鍋爐的臺(tái)數(shù)進(jìn)行控制；b)根據(jù)室外溫度對(duì)供水水溫重新進(jìn)行設(shè)定，減小能量消耗；c)采用變頻泵調(diào)節(jié)供水量，以適合負(fù)荷變化。(2)熱交換器系統(tǒng)。a)根據(jù)空調(diào)負(fù)荷的大小，通過變頻泵調(diào)節(jié)供水量；b)通過一個(gè)室外恒溫器，當(dāng)負(fù)荷減少時(shí)重新設(shè)定供水溫度，當(dāng)熱水泵不運(yùn)行時(shí)，通過流量開關(guān)聯(lián)鎖把兩通閥關(guān)閉。

4、變風(fēng)量系統(tǒng)(VAV)

變風(fēng)量系統(tǒng)是當(dāng)房間的熱濕負(fù)荷低于設(shè)計(jì)值時(shí)，保持送風(fēng)參數(shù)不變而通過減少送風(fēng)量的辦法來保持室內(nèi)的溫度不變。與定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)相比，它減少了再熱量及相應(yīng)的冷量，而且，隨著各房間的送風(fēng)量的變化，系統(tǒng)總送風(fēng)量也相應(yīng)變化，可以節(jié)省風(fēng)機(jī)運(yùn)行能耗。此外，根據(jù)變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)，在計(jì)算空調(diào)系統(tǒng)總負(fù)荷時(shí)，可以考慮各房間負(fù)荷發(fā)生的同時(shí)性，還可適當(dāng)減少風(fēng)機(jī)容量。變風(fēng)量系統(tǒng)控制可以分為兩個(gè)部分：變風(fēng)量末端控制和變風(fēng)量空調(diào)機(jī)組控制。一個(gè)好的變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)，除了精確的設(shè)計(jì)計(jì)算，合理的系統(tǒng)布置，到位的施工安裝外，選擇一個(gè)最佳的控制方法也很關(guān)鍵。在工程實(shí)際運(yùn)用中，采用較多的有：定靜壓控制法；變靜壓控制法；直接數(shù)字控制法(DDC)；風(fēng)機(jī)總風(fēng)量控制法。

5、電能控制程序

電能消耗的計(jì)費(fèi)主要取決兩個(gè)因素：耗電量和需求系數(shù)，即峰、谷電價(jià)不同，因此，合理地啟動(dòng)或停止能耗較高的暖通空調(diào)設(shè)備，以使用電量保持平穩(wěn)值，或在用電的高峰期使設(shè)備的用電量低、運(yùn)行時(shí)間較短，而在用電低谷期設(shè)備的用電量高、運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，使總的電費(fèi)最低。

總之，隨著中央空調(diào)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，如何利用系統(tǒng)的集成方法，將計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與控制理論有機(jī)結(jié)合，通過對(duì)設(shè)備的監(jiān)控，對(duì)信息資源的有效管理，使中央空調(diào)系統(tǒng)高效節(jié)能運(yùn)行，有著廣泛的市場(chǎng)前景，同時(shí)，也對(duì)工程技術(shù)人員提出了更高的要求。